Abstract—

An effect of friction forces on the structure and composition of the near-surface layer of an Al–13Sn–5Fe (at %) composite containing a large amount of agglomerates of FeAl₃ particles cemented with tin was studied. The investigated composite was prepared by sintering a mixture of Al, Sn, and Fe elemental powders in vacuum for 1 h at a temperature of 620°C and subsequent compaction in a closed die at a pressure of about 300 MPa and a temperature of 250°C. The counterbody was made of heat-resistant X40CrMoV5-1 steel and was a truncated steel cone with a helical surface. The speed of material points lying on the outer perimeter of the section of the rotating cone pressed against the composite was 0.36 and 0.54 m/s. The normal pressure on the end surface of the composite specimen was 16 and 32 MPa with a load on the cone of 150 and 300 kg, respectively. It was found that three layers are formed under the friction surface, which differ in the value of the accumulated deformation. The closer to the friction surface the layer is located, the narrower it is. The uppermost layer consists of highly crushed iron aluminide particles mixed with ultrafine tin and aluminum particles. It also contains a lot of oxygen in the form of fragments of oxide films, which is why it has a high microhardness, reaching 2000 MPa or more. The thickness of this layer increases with increasing processing pressure and reaches several hundred micrometers. Based on the results of the study, it is concluded that pretreatment of the surface of aluminum matrix composites by smoothing with a flat steel counterbody leads to its charging. This fact will increase its wear resistance, however, the optimal mode of such processing and the shape of the processing tool require additional research.

中文翻译：

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Al-Sn-Fe 系铝基复合材料近表面层结构在钢对体干摩擦下的演变

摘要——

摩擦力对含有大量 FeAl 3 团聚体的 Al-13Sn-5Fe (at%) 复合材料近表面层结构和成分的_影响研究了与锡粘合的颗粒。所研究的复合材料是通过将 Al、Sn 和 Fe 元素粉末的混合物在真空中在 620°C 的温度下烧结 1 小时，然后在约 300 MPa 的压力和 250°C 的温度下在封闭模具中压实而制备的。 C。配合体由耐热X40CrMoV5-1钢制成，是具有螺旋表面的截头钢锥体。位于压在复合材料上的旋转锥体部分的外周上的材料点的速度为0.36和0.54m/s。复合试件端面法向压力分别为16和32 MPa，锥体载荷分别为150和300 kg。结果发现，摩擦表面下形成三层，其累积变形值不同。该层越靠近摩擦表面，其宽度越窄。最上层由高度粉碎的铝化铁颗粒与超细锡和铝颗粒混合而成。它还含有大量以氧化膜碎片形式存在的氧，这就是为什么它具有很高的显微硬度，达到2000 MPa以上。该层的厚度随着加工压力的增加而增加并达到数百微米。根据研究结果，得出的结论是，通过用扁钢对体进行平滑处理来对铝基复合材料表面进行预处理会导致其带电。这一事实将提高其耐磨性，然而，这种加工的最佳模式和加工工具的形状还需要进一步的研究。最上层由高度粉碎的铝化铁颗粒与超细锡和铝颗粒混合而成。它还含有大量以氧化膜碎片形式存在的氧，这就是为什么它具有很高的显微硬度，达到2000 MPa以上。该层的厚度随着加工压力的增加而增加并达到数百微米。根据研究结果，得出的结论是，通过用扁钢对体进行平滑处理来对铝基复合材料表面进行预处理会导致其带电。这一事实将提高其耐磨性，然而，这种加工的最佳模式和加工工具的形状还需要进一步的研究。最上层由高度粉碎的铝化铁颗粒与超细锡和铝颗粒混合而成。它还含有大量以氧化膜碎片形式存在的氧，这就是为什么它具有很高的显微硬度，达到2000 MPa以上。该层的厚度随着加工压力的增加而增加并达到数百微米。根据研究结果，得出的结论是，通过用扁钢对体进行平滑处理来对铝基复合材料表面进行预处理会导致其带电。这一事实将提高其耐磨性，然而，这种加工的最佳模式和加工工具的形状还需要进一步的研究。它还含有大量以氧化膜碎片形式存在的氧，这就是为什么它具有很高的显微硬度，达到2000 MPa以上。该层的厚度随着加工压力的增加而增加并达到数百微米。根据研究结果，得出的结论是，通过用扁钢对体进行平滑处理来对铝基复合材料表面进行预处理会导致其带电。这一事实将提高其耐磨性，然而，这种加工的最佳模式和加工工具的形状还需要进一步的研究。它还含有大量以氧化膜碎片形式存在的氧，这就是为什么它具有很高的显微硬度，达到2000 MPa以上。该层的厚度随着加工压力的增加而增加并达到数百微米。根据研究结果，得出的结论是，通过用扁钢对体进行平滑处理来对铝基复合材料表面进行预处理会导致其带电。这一事实将提高其耐磨性，然而，这种加工的最佳模式和加工工具的形状还需要进一步的研究。结论是，通过用扁钢对体进行平滑处理，对铝基复合材料表面进行预处理，从而导致其带电。这一事实将提高其耐磨性，然而，这种加工的最佳模式和加工工具的形状还需要进一步的研究。结论是，通过用扁钢对体进行平滑处理，对铝基复合材料表面进行预处理，从而导致其带电。这一事实将提高其耐磨性，然而，这种加工的最佳模式和加工工具的形状还需要进一步的研究。